砝碼不確定度評定

第第頁砝碼不確定度評定.

..1kg砝碼折算質(zhì)量的測量結(jié)果

不確定度評定

1測量方法

1.1測量依據(jù)：JJG99-2022《砝碼檢定規(guī)程》

1.2測量過程：采納替代衡量法。首先將配衡砝碼T放到天平左盤中心，然后將標準砝碼放在右盤中心測量，讀取數(shù)值,再加上測分度值的小砝碼,讀取數(shù)值,然后把標準砝碼取下，放上被檢砝碼，讀取數(shù)值，計算標準砝碼與被測砝碼之間差值。依據(jù)規(guī)程提供的公式算出被檢砝碼的折算質(zhì)量。

現(xiàn)以F1等級砝碼為標準，在電子天平*T-1220M(Ma*1200g；d：1mg)上校準1kg等級砝碼。2數(shù)學模型

)/()())((2.1BBrrBAKBABALLmLLVVmm--+--+=ρρ

式中：Am—被檢砝碼的折算質(zhì)量，mg

Bm—標準砝碼的折算質(zhì)量，mg

AV—被檢砝碼的體積，cm3

BV—標準砝碼的體積，cm3

AL—被檢砝碼的平衡位置；

BL—被檢砝碼的平衡位置；

rm—測天平分度值的標準小砝碼的折算質(zhì)量，mg

BrL—測天平分度值加放rM后的平衡位置；

Kρ—校準時試驗室的實際空氣密度，mg/cm3；=2.1ρ1.2mg/cm3

3計算份量標準不確定度

3.1測量過程的標準不確定度()muw?

指在相同環(huán)境條件下用相同方法，相同儀器進行多次測量的重復性，一般測量次數(shù)多時，

.

..

采納統(tǒng)計方法確定，該項不確定度往往歸類于A類不確定度。該類不確定度來源主要表現(xiàn)在空氣擾動，振動波動、溫度、濕度改變，靜電，磁場吸附衡量儀器等的重復性方面?，F(xiàn)獨立測量1kg級砝碼10次,測量數(shù)據(jù)如表1

表1單次測量值

()2.07mg

1

)

(1000.009g

12

1=-?-?=

?==?∑∑=nmmshnmi

n

ii

3.2與標準砝碼有關的不確定度()crmu

標準砝碼質(zhì)量的標準不確定度)(crmu應當由檢定證書上給出的擴展不確定度U和掩蓋因子k(通常k=2)的商；結(jié)合標準砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度)(crinstmu得到。

)(crmu=)(2

2

crinstmukU+??

???

3.2.1標準砝碼引入的不確定度：

查檢定證書得1kgF1等級標準砝碼的擴展不確定度U=0.9mgk=2

3.2.2標準砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度)(crinstmu可以從對標準砝碼多次檢定之后

的質(zhì)量改變中估量出來,

857砝碼為F1等級砝碼，該砝碼2022年首次檢定，100mg砝碼修正值為1mg，2022年修正值為2.2mg，2022年為1.1mg五年期間改變量為1.2mg，所以

)(crinstmu=0.35mg

3.2.3測天平分度值標準小砝碼引起的不確定度：

測1kg砝碼時，測天平分度值小砝碼為100mg，證書中給出其擴展不確定度為U=0.005mg，k=2標準不確定度=du0.0025mg那么，標準砝碼有關的不確定度)(crmu的計算如下

.

..)(crmu=222

)(dcrinstumukU++?????=222

025.035.029.0++??

???mg57.0=

3.3空氣浮力修正不確定度()mub?

該項不確定度來源于空氣密度，砝碼體積，體膨脹系數(shù)，砝碼溫度，在一般檢定過程中，砝碼體膨脹系數(shù)砝碼溫度，對不確定度的影響可忽視不及，那么對不確定度貢獻主要為空氣密度和砝碼體積，該項不確定度為B類

()bum?=式中：mcr——標準砝碼折算質(zhì)量；

ρt——被檢砝碼材料密度；

ρa——校準時的空氣密度；

ρ0——標準空氣密度；

ρa1——標準砝碼校準時的空氣密度。

在實際校準過程中，不進行空氣浮力修正，因此該項不確定度主要是空氣浮力修正量的貢獻，可按下式計算。()()()32.1*--=?VVmuabρρ

由規(guī)程JJG99-2022《砝碼》可知,F1等級砝碼1kg的允差±5.0mg，F(xiàn)2等級砝碼1kg的允差±50mg，查資料；制造F1、M1等砝碼的不銹鋼材料密度為(7.39～8.73)g/cm3；試驗室一年內(nèi)的環(huán)境條件：溫度(20±1)℃；空氣密度(1.20±0.02)mg/cm3。試驗室空氣浮力引入的極限誤差的估算：

Δmpma*=(1000.050/7.39－999.995/8.73)×0.02=0.4mg

.

..而通過空氣浮力引入的極限誤差評定,作勻稱分布

ub(Δm)=Δmpma*/3=0.23mg

3.4衡量儀器的不確定度()muba?

該項不確定度來源于衡量儀器的分度值誤差、辨別率、線性漂移誤差，為B類不確定性，這里主要考慮，天平分度值誤差，辨別率，線性漂移對不確定度的貢獻。

3.4.1電子天平d=1mg，天平的分辯力產(chǎn)生的不確定度計算：

du(m?)=??????32/d×2=???

???35.0×2=0.41mg

3.4.2由天平的靈敏度產(chǎn)生的不確定度計算：

()sum?==?????

????????????+?22991001.1003003.06.0=0.00004mg

3.4.3由天平的偏載產(chǎn)生的不確定度可接受的方案如下：

()322

1??=?DddmuE

D為天平根據(jù)相應的檢定規(guī)程進行偏載測量時最大值和最小值之間的差，1d為估量的秤盤中心到砝碼中心的距離，2d為估量的秤盤中心到一個角的距離。

()3221??=?DddmuE=3

288540??=1.08mg

)(muba?=()mumumutsd?+?+?)()(

=22208.100004.041.0++

.

..=1.16mg

4.合成標準不確定

1kg砝碼輸入的標準不確定度見表2

表2標準不確定度評定一覽表

合成標準不確定度合成標準不確定度

()ctcmu=()()()()mumumumubabrw?+?++?2

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